Wirbelerzeuger in Spaltströmungen - Strömungsvorgänge, Wärme- und Stoffübergang

In der Lebensmittelverfahrenstechnik ist der Stoff- und Wärmeübergang von elementarer Bedeutung für die optimale Prozeßführung in Wärmeübertragern, Katalysatoren und Regeneratoren. Dabei muß bei möglichst kleinem Druckverlust möglichst viel Wärme (oder Stoff) von einem Fluid an eine feste Wand übertragen werden. Durch spezielle Einbauten, sogenannte Wirbelgeneratoren, können Längswirbel erzeugt werden, die durch gezielte Vermischung im Fluid den Stoffaustausch zwischen wandnahen und wandfernen Schichten wesentlich erhöhen. Für die Wirbelerzeugung kommen unterschiedliche Formen in Betracht. Dazu gehören beispielsweise Deltaflügel, Deltatwinglets, Rechteckflügel, Pfeilflügel und Drallbleche. Der durch die Wirbelerzeuger verursachte zusätzliche Druckverlust, der von Geometrie und Strömungsgeschwindigkeit abhängt, ist dabei im Vergleich zu Einbauten, die nur Turbulenzen erzeugen, sehr klein in Relation zur Erhöhung des Wärme- und Stoffübergangs. In einer systematischen Analyse werden diese Längswirbelgeneratoren optimiert für die unterschiedlichen Anforderungen des industriellen Einsatzes.